La gestione dell'acqua ha un ruolo fondamentale per la progettazione e la sicurezza degli insediamenti urbani. Le città storicamente si sono sviluppate lungo i corsi d'acqua che talora possono essere anche fonte di pericolo. La progressiva urbanizzazione richiede lo sviluppo di strategie per far fronte alla crescente richiesta di acqua potabile e lo sviluppo di efficaci sistemi di allontanamento delle acque reflue sia alla scala di città sia a quella di edificio. L'acqua, inoltre, gioca un ruolo chiave nella gestione del verde urbano e nello sviluppo di città sostenibili. In questo contesto, il corso si propone di fornire le conoscenze e gli strumenti necessari all'ingegnere edile per comprendere e valorizzare il legame tra acqua e costruito con uno sguardo alla scala urbana oltre che alla scala del singolo edificio e con particolare attenzione alle soluzioni innovative, alle infrastrutture “green” e al ruolo dei cambiamenti climatici.
Water management plays a fundamental role in the design and safety of urban settlements. Historically, cities have developed along rivers, which can sometimes also be a source of danger. The ongoing urbanization necessitates the development of strategies to address the growing demand for drinking water and the design of efficient wastewater systems at both the city and building levels. Additionally, water plays a fundamental role in urban green solutions and the development of sustainable cities. In this context, the course aims to provide building engineers with the necessary knowledge and tools to understand and enhance the connection between water and the built environment, taking into account not only the urban scale but also the scale of individual buildings, with a particular focus on innovative solutions, "green" infrastructure, and the role of climate change.
Lo studente acquisirà conoscenze in campo idraulico e sarà in grado di:
- comprendere i principi di funzionamento e di dimensionamento idraulico delle reti idriche urbane;
- applicare i principi base di dimensionamento e verifica degli impianti idrici dell’edifico;
- applicare i principi base per soluzioni “green” di gestione delle acque a scala di edificio;
- comprendere le normative relative alla gestione dell’acqua in ambiente urbano;
- comprendere la normativa di riferimento per il rischio alluvionale nelle aree urbane;
- approfondire in maniera autonoma argomenti legati alla gestione della risorsa idrica in ambito urbano.
Aver acquisito i principi di idraulica; conoscere i criteri di progetto e verifica degli impianti idrici all’interno dell’edifico; conoscere i principi di funzionamento idraulico delle reti idriche urbane, i servizi eco-sistemici dell’acqua a scala edilizio-urbana e le conseguenti tecniche di gestione delle acque a tale scala.
Idraulica di base (statica e condotte in pressione), Analisi matematica di base.
Calcolo differenziale, geometria delle masse, conoscenze base di meccanica razionale.
Il corso affronterà i seguenti argomenti:
INTRODUZIONE
L’acqua e la città, l’acqua e l’edificio, il ruolo dell’acqua nella progettazione urbana sostenibile.
RICHIAMI DI TEORIA
Brevi richiami di idraulica e cenni di idrologia urbana.
L’ACQUA E LA CITTÀ
Il sistema idrico integrato. Invarianza idrologica e idraulica. Il funzionamento idraulico della rete acquedottistica e le sue componenti. Introduzione al software EPANET per il dimensionamento e la verifica di reti di distribuzione dell’acqua. Il funzionamento idraulico delle reti di drenaggio urbane e le loro componenti.
L’ACQUA E L’EDIFICIO
Normativa di riferimento. Dimensionamento e verifica di reti di distribuzione dell’acqua nell'edificio. Impianti di pompaggio. Dimensionamento e verifica di reti di smaltimento delle acque domestiche e meteoriche.
IL RUOLO DELL’ACQUA NELLA PROGETTAZIONE URBANA SOSTENIBILE
Gli effetti dei cambiamenti climatici sul microclima urbano e in particolare sul regime idrologico urbano (siccità, alluvioni). Sistemi di drenaggio urbano sostenibile (SUDS). Criteri di dimensionamento di un sistema per il recupero delle acque piovane. Il fiume e la città: legame e rischi (normativa per il rischio alluvionale).
FONDAMENTI
Proprietà dei fluidi, stato tensionale nel fluido.
STATICA DEI FLUIDI
Legge di Stevin, spinte su superfici piane e su superfici curve.
CINEMATICA:
Portata, equazione di continuità.
DINAMICA DEI FLUIDI
Leggi della dinamica, spinte dinamiche;
Dinamica dei fluidi ideali: teorema di Bernoulli e alcune sue applicazioni.
FLUIDI VISCOSI:
Il moto delle correnti in pressione: cadente dei carichi, perdite di carico concentrate e distribuite, andamento degli sforzi.
RETI IDRICHE A SCALA DI EDIFICIO/URBANA
Reti di distribuzione dell’acqua nell’edificio;
Reti di smaltimento delle acque domestiche;
Principi di funzionamento idraulico delle reti idriche urbane.
ACQUA-CITTA’
Le funzioni ecosistemiche dell’acqua negli ambienti urbani, nuovi approcci di gestione dell’acqua a scala edilizio-urbana.
L’insegnamento è costituito da lezioni, esercitazioni e progetti di gruppo. Due progetti di gruppo verteranno sul dimensionamento della rete di drenaggio e di distribuzione dell’acqua in un edificio. I report relativi a questi due progetti dovranno essere consegnati prima dell’esame. Sono poi previsti dei progetti sul dimensionamento di un sistema di recupero delle acque di pioggia (water harvesting), dimensionamento di soluzioni di drenaggio green (SUDS), verifica delle pressioni in una rete di distribuzione con il software EPANET; di questi progetti non è prevista la consegna di un elaborato. I risultati di tutti i progetti saranno discussi durante l’esame orale. L’insegnamento sarà inoltre integrato da alcuni seminari tenuti da professionisti e esperti.
L’insegnamento è costituito da lezioni ed esercitazioni. Le esercitazioni oltre a esercizi mirati a completare specifici argomenti della lezione, saranno costituite da un elaborato progettuale su un caso di studio che può essere condiviso con altri insegnamenti. Per l’elaborato progettuale è previsto un lavoro di gruppo, che di solito è costituito al massimo da 3 persone.
Salvini Soma “Impianti Idrici nell’edificio”; Appunti forniti dal docente.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project;
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L’esame è volto a valutare le conoscenze acquisite e la capacità di risolvere in maniera autonoma gli argomenti trattati durante il corso.
L’esame è costituito da una prova scritta ed una orale. Il voto finale risulta dalla media delle due prove. Entrambe le prove, valutate in trentesimi, devono raggiungere la valutazione di 18/30.
-parte scritta: votazione in trentesimi, è necessario raggiungere 18 punti per essere ammessi all'orale. Lo scritto consiste di 2 esercizi aperti e 3 brevi domande (eventualmente tipo quiz); durante lo scritto non è possibile usare appunti o altro materiale, la durata dello scritto è di 1 ora;
-parte orale: votazione in trentesimi, generalmente due domande, che riguardano sia gli argomenti trattati a lezione sia la discussione delle esercitazioni.
L'elaborato progettuale deve essere consegnato tramite il portale della didattica prima della prova scritta.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project;
L’esame è costituito da una prova scritta ed una orale. La prova scritta è volta a valutare la capacità di risolvere esercizi e la conoscenza dei fondamenti della materia; la prova orale prevede la discussione della esercitazione progettuale e degli argomenti svolti a lezione ed esercitazione.
Il voto finale risulta dalla media delle due prove. Entrambe le prove, valutate in trentesimi, devono raggiungere la valutazione di 18/30.
-parte scritta: votazione in trentesimi, è necessario raggiungere 18 punti per essere ammessi all’orale. Lo scritto consiste di 2 esercizi aperti e 3 brevi domande (eventualmente tipo quiz); durante lo scritto non è possibile usare appunti o altro materiale, la durata dello scritto è di 1 ora;
-parte orale: votazione in trentesimi, generalmente due domande, che riguardano sia gli argomenti trattati a lezione-esercitazione sia l’elaborato progettuale.
L'elaborato progettuale deve essere consegnato tramite il portale della didattica prima della prova scritta.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.